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热浸镀钢结构件的设计
热镀锌钢结构件的材料选用和加工
设计人员决定采用热镀锌作为钢铁结构件防腐蚀方法时，应该首先了解热镀锌过程的基本步骤，了解热镀锌过程中的反应，钢结构件的成分对热镀锌镀层性能的影响，并在设计过程中合理选择钢结构件的品种，应用某些规则和借鉴成熟的实践经验(例如，ASTMA385标准《提供组合钢结构件的高质量热浸镀锌层的实践》中的一些内容),使所设计的钢结构件有良好的热镀锌工艺性，以保证能制造出质量好的热镀锌钢结构件，并减少热镀锌的生产成本。从设计到热镀锌的全过程，设计人员、制造者和镀锌者之间应经常进行交流，及时和尽可能详细地相互传递设计与实施方案方面的信息，这样对获得量的热镀锌钢结构件很有好处。热镀锌的基本工艺步骤是：脱脂、酸洗、浸溶剂、热镀锌、检验；这些基本步骤在各个热镀锌厂之间差别不大。基于热镀锌工艺上的性，下面将介绍热镀锌钢结构件设计过程中材料的选择及确定加工工艺方法时要考虑的几个问题。

进排液孔道的设计要求
热镀锌过程中钢结构件提入处理液或者锌液后，液体应能在钢结构件内外不受阻碍地自由流动，否则将会产生严重的质量问题。进排液孔道设计不正确，会导致镀层外观很差和部分区域漏镀，并会使耗锌量增加，造成不必要的浪费。合理设计热镀锌构件的进排液孔道的一些做法如下。1若采用支撑板，所有的支撑板在装配前应该至少切去边长20mm的角，以保证排液顺畅；如果支撑板不能切角，则应该在离连接角尽可能近的位置，设置直径至少为613mm的孔，如图3-9所示。2槽钢或工字钢端部有封板，则应该在尽可能靠近槽钢的增角或工字钢直筋的位置，设置直径至少为413mm的孔，如图3-10所示。3进排液孔的大小取决于构件中可流入锌液的体积和构件的结构细节。钢结构件镀锌时，要以一个稳定的速率进入镀锌槽。如果进排液孔太小，锌液不能及时流入构件空腔，则构件可能受到较大浮力而进入锌液过慢，形成不均匀的镀层，在构件完全沉入镀锌槽之前，构件一些部位上的溶剂已遭破坏，将大大影响镀层质量。进排液孔太小，甚至会导致构件在锌液中漂浮。翻激、浸入过程摆动不定。当一个中空容器或部件从锌锅中取出时，锌液必须能够从其中很顺畅地流出来，使镀件内部的锌液面与镀锌槽中的锌液面基本处于同一个水平面上；否则，高出镀锌槽的锌液面的熔锌则成为额外的质量作用于钢结构件及提升设备上，对于一些薄壁容器可能会导致显著变形，同时也加大了提升设备的负荷，进而可能造成设备故障。进排液孔的位置取决于构件的形状和镀锌时悬挂的角度。封闭的长管筒排气和进排液孔分布在与起吊方向同一直径的相反方向上。
进排液孔设计的基本规则如下。
1进排液孔的直径不应该小于410nn,小自径为425nm0进排液孔不应该位于中空件端头封板和连接件的中心，而应该位于端面封板的边缘和连接件的连接处。()较大的中空容器每立方米的容积需要100mm2的进排液孔面积。@中空部件(圆管形、矩形和方形中空件)需要的进排液孔小截面为中空部件横截面积的25%,进排液孔可以是单个也可以是多个。的设计是让中空部件的端头完全敢开。5由多段中空零件连接而成的中空构件上的外进排液孔，应设在尽可能靠近连接处。建议尽量使用直径与中空零件内径相等的内排气孔，以确保预处理液和锌液能自由流进流出，腔内气体也能及时有效地排出。值得注意的是，如果排液孔不位于工件镀锌时的低点，预处理过程进入的水溶液会残留在工件内的“留液区”，浸锌时则有爆炸的危险；同时，工件从锌1浴中提出时，锌会残留并凝固在“留液区”，不但造成锌的浪费，增加了镀锌的成本和工件重量，而且还可能会妨碍装配。

镀锡板是两面镀有商业纯锡的冷轧低碳薄钢板或钢带。它将钢的强度和成型性同锡的耐蚀性、锡焊性和美观的外表结合于一种材料之中。电镀锡板现在已有了品种非常广泛的系列产品，可供用户根据特定用途进行选择。钢基板可以镀上不同厚度的锡，对于通常使用的电镀锡板来说，也可以生产出两面上有不同厚度的镀锡层(差厚镀层)的产品，以适应某些容器对其内表面和外表面不同条件下的性能要求。还可以生产出多种精整表面产品以适应各种各样的用途。镀锡板要经过的钝化处理使其表面稳定化，并改善涂料附着性；其表面上还带有一层很薄的油膜以改善其储运和加工制造性能，这种油必须是灌装的食品允许的。由此组合成的镀锡板材料品种是很广泛的，使用户在选择使用材料时有很大的灵活性，能够为预定的终用途正确地选择合适的材料。锡具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、柔软和延展性好等优点。镀锡板具有以下特点。[1~3 0化学稳定性高。在大气中耐氧化，不易变色，与硫化物不起反应，与稀硫酸、稀盐酸、硝酸几乎不反应，加热时在、浓盐酸中缓慢反应。@锡的标准电位比铁正，对钢铁来说是阴极性镀层，因此只有在镀层无孔隙时才能有效地保护基体；但在密闭条件下，在有机酸介质中，锡的电位比铁负，具有电化学保护作用，溶解的锡对人体无害，故常制作食品容器的保护层。3锡的导电性好，易钎焊，所以常用于电子元件引线、印刷电路板及低压器件的电镀；铜导线上镀锡除提供可焊性外，还有隔离绝缘材料中硫的作用；轴承镀锡可密合和减小摩擦；汽车工业上活塞环镀锡及汽缸壁镀锡可防止滞死和拉伤。@锡在低于一13℃时，结晶开始变异，到-30℃将完全转变为一种非晶型的同素异形体(a锡或灰锡),俗称”锡瘟”，此时将失去金属锡的性质。但锡与少量梯或铋(0.2%~0.3%)共沉积形成合金可有效地抑制这种变异。俗称5锡同锌、镉层一样，在高温、潮湿和密闭条件下能生长“晶须””长毛”，这是镀层存在的内应力所致。小型电子元件电镀后通过加热消除内应力或电镀时与1%的铅共沉积可避免晶须造成短路事故。0镀锡后在232℃以上的热油中重熔处理，可获得有光泽的花纹锡层，可作为日用品的装饰镀层。

防止钢结构件热镀锌过程中产生变形的设计要求
钢结构件进入锌液中后，将被逐渐加热到镀锌温度(一般为450℃),钢结构件的加热速度取决于构件厚度、构件的总质量以及构件的尺寸大小。钢构件被加热到热镀锌温度，钢的冶金学微观组织没有什么变化，但屈服强：度大约降低50%,镀锌时构件相邻部分进入锌液的时间不同，这两部分构件分别处于不同的温度下，产生的热膨胀彼此之间不一致，将产生热内应力；当相邻部分的厚度差别时，热内应力也会。在热内应力的作用下，刚度较小的区域受刚度较大的区域的约束而会产生塑性变形。焊接，冷作成型等加工过程中，在构件上产生的内应力残留下来后，与热内应力叠加，也会加剧构件在热镀1锌时的塑性变形。因此，设计、制作和镀锌三方之间有责任进行密切合作，共同：1采取有效措施以减小或消除热镀锌变形。合理设计结构和采用合适的加工工艺、热镀锌工艺，对防止构件热镀锌变形是非常重要的。为防止变形，设计时应遵循如下基本规则。0构件的各部分厚度应尽量均匀；除非构件中薄壁连接部分尺寸很短，否则应避免相邻部分的厚度差异过大。Q2焊接和装配技术应确保构件(或部件)的内应力很小。3)确保排气和进排液顺畅，使构件能够尽可能快地进入锌液中和从锌液中提出，以减少构件各部分之间的温差，减小滞留锌液附加质量对变形的影响。@确保构件的设计结构在钢的屈服强度下降50%的情况下，仍能支持自身质量而不产生塑性变形，否则应考虑增加工艺支撑，增加构件刚度。5避免使用大面积的薄平板(厚度在8mm以下).0用剪板机剪裁钢板，不但在尺寸控制上比用氧气切割钢板好，而且板的变形也较小，生产工艺中可推荐使用。在热镀锌过程中，为了防止镀锌构件变形，应遵守如下基本规则：。构件要尽可能快地平稳进入锌液中；四构件与锌液液面的接触面应尽可能小，因为这个面附近构件上产生的温差大； 3构件从镀锌槽中取出要尽可能快而平稳； |@空冷时会变形的构件冷却时要维持水平支撑，更不要用水冷却。根据热镀锌构件发生变形的倾向，大致可将其分为以下三类。。低变形倾向的构件：热轧角钢、槽钢、工字钢、圆钢、钢管等型钢制成的部件及构件，波纹板、格栅、肋状板和厚钢板(厚度大于16mm)制件等。@中变形倾向的构件：薄壁卷筒件、薄壁的长管、焊缝分布不对称及相邻部分厚度差异大的构件、中厚钢板(8~16mm)件、一些因长度长于镀锌槽需分段先后两次镀锌的构件。3高变形倾向的构件：大的薄钢板件(厚度8mm以下，该厚度值与薄钢板件的形状和面积有关),由花纹板、薄钢板及型钢框架组成的平台，长而截面极不对称的构件等。
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